לאחר בחירתו של האפיפיור אינוקנטיוס השביעי הקדיש פילארגיס כל מרצו לאיחוד המחודש של הכנסייה, אף על פי שהיו שני אפיפיורים יריבים. הוא היה אחד היזמים של מועצת פיזה, והתמרונים הפוליטיים שלו עוררו את אי שביעות רצונו של האפיפיור גרגוריוס השנים עשר, שהורה לשלול מפילארגיס את תפקידיו, הן כארכיבישוף והן כקרדינל.
במועצת פיזה (מה-25 במרץ 1409) בחרו הקרדינלים את פילארגיס לאפיפיור, והוא הוכתר ב-26 ביוני 1409, כאלכסנדר החמישי, מה שהפך אותו למעשה לאפיפיור המתחרה השלישי. בעקבות הבחירה, הכירו בו רוב המשטרים באירופה בתור האפיפיור האמיתי, למעט ממלכת אראגון וממלכת סקוטלנד, אשר נותרו נאמנות לאפיפיור באביניון, ומדינות איטלקיות שונות, אשר דבקו באפיפיור הרומאי.
בתקופת שלטונו, שנמשכה עשרה חודשים, הייתה מטרתו של אלכסנדר החמישי להרחיב את התמיכה בו בסיוע צרפת, ובמיוחד את תמיכת לואי השני, דוכס אנז'ו, שלו הוא העניק את ממלכת סיציליה, לאחר שהוציא אותה מלדיסלאו, מלך נאפולי. הוא הכריז על כמה רפורמות: נטישת זכויות "שלל" ו"הנצחות", והקמת מערכת הבחירות הקנונית בקתדרלות ובמנזרים העיקריים. הוא גם חילק טובות הנאה ביד רחבה, שממנו נהנו המנדיקנטים במיוחד.